(57)【要約】【課題】表面の防水処理を必要とせず、セメントが硬化した後の重金属の溶出やダイオキシンの発生を防止するセメント組成物の提供。【解決手段】（１）水硬性セメント、（２）マイクロシリカ、（３）ウオラストナイト、及び（４）ステアリン酸、ラウリン酸、及びオレイン酸から選択される脂肪酸のアルカリ金属塩を含んでなるセメント組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）水硬性セメント、（２）マイクロシリカ、（３）ウオラストナイト、及び（４）ステアリン酸、ラウリン酸、及びオレイン酸から選択される脂肪酸のアルカリ金属塩、を含んでなるセメント組成物。
【請求項２】
（１）水硬性セメント３０〜８５重量％、（２）マイクロシリカ５〜４０重量％、（３）ウオラストナイト５〜４０重量％及び（４）ステアリン酸、ラウリン酸、及びオレイン酸から選択される脂肪酸のアルカリ金属塩１．０〜５．０重量％、を含んでなるセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセメント組成物に関する。更に詳細には、重金属の溶出がなく、ダイオキシンの溶出も防止され、環境ホルモンやシックハウス病等の心配のないセメント組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメントは硬化するに際し硬化収縮がみられ、硬化後も乾燥収縮がおこり、収縮ひび割れが発生し、また、外気温の変化に伴う伸び縮みや、セメントの水和熱による温度ひび割れ等が発生し、そのひび割れを通じて雨水などの液体が侵入する。又その結果、セメント中に存在する重金属が溶出したり、ダイオキシンが発生し、環境上問題を生じるという欠点があった。このような欠点を防止するため、混和材を添加することによってアルカリ骨材反応の抑制と水和反応熱を低減することによりひび割れを防止するのが有効であるが、遮水処理に関しては表面に合成樹脂材料などを塗布する表面処理工法により外部からの水の進入を防止するのが一般的であった。
【０００３】
しかしこのような方法では、すでに含まれている水分を外部へ逃がすことはできないために余分な水分の膨張による凍害やアルカリ骨材反応によるひび割れの劣化損傷や強度低下が起こる。この為、必要以上の余分な水分を水蒸気として外部へ逃がすことが出来る無機質の撥水塗布剤を用いて遮水防止処理を行い劣化防止する方法が検討されているが、遮水防止処理を行わずに重金属の溶出やダイオキシンの発生を防止できる方法は知られていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の如き欠点を解消し、表面の遮水防止処理を必要としないセメント組成物に関するもので、（１）水硬性セメント、（２）マイクロシリカ、（３）ウオラストナイト、及び（４）ステアリン酸、ラウリン酸、及びオレイン酸から選択される脂肪酸のアルカリ金属塩、を含んでなる。又この組成物には高炉スラグ微粉末を加えることもできる。
【０００５】
本発明において使用する水硬性セメントとは、ポルトランドセメント、アルミナセメント、石灰混合セメント、混合ポルトランドセメント等の、水中、空気中で硬化するセメントを云い、通常はポルトランドセメントが使用される。ここでポルトランドセメントとは、石灰、シリカ、アルミナ、酸化鉄、及び石こう等を主成分とする原料を焼成して得た、一般に使用されるセメントである。
【０００６】
マイクロシリカとは非晶質のシリカを主成分とし、平均粒径０．１ミクロン程度の球形超微粒子のシリカヒュームを意味する。
【０００７】
ウオラストナイト（珪灰石）とは天然鉱物の粉砕品で針状結晶のケイ酸カルシウムの微粉末をいい、石綿の代わりに使用できるものであるが、水和反応熱などによる体積の変動が極めて小さい為、凝固時の収縮や膨張によるひび割れを減少させることができる。
【０００８】
本発明において任意に使用することができる高炉スラグとは、溶鉱炉から銑鉄と共に製造され、産業副産物として得られる高炉スラグであり、一般にシリカ３２〜３５重量％、酸化カルシウム３９〜４３重量％、アルミナ１１〜１４重量％、そしてマグネシヤ等を少量含有している。この微粉末を本発明セメント組成物に添加することにより、資源を有効に利用することができる。又アルカリ性の為セメント組成物にアルカリ性を付与し、耐塩害性が向上し、酸性雨による劣化防止、耐久性の向上等の効果がある。
【０００９】
本発明において使用できる脂肪酸のアルカリ金属塩とは、ステアリン酸、ラウリン酸、及びオレイン酸のナトリウム塩、カリウム塩、又はリチウム塩である。これらのアルカリ金属塩をセメント組成物に加えることにより、重金属の溶出がなく、ダイオキシンの溶出も防止される。本発明において上記成分の配合比率は、セメント組成物全体に対し、水硬性セメントが３０〜８５重量％、好ましくは５０〜８０重量％、マイクロシリカが５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、ウオラストナイトが５〜４０重量％、好ましくは１０〜２５重量％、上記脂肪酸のアルカリ金属塩が１．０〜５．０重量％、好ましくは２．０〜４．０重量％である。
【００１０】
又高炉スラグ微粉末を添加する場合には、セメント組成物全体に対し１〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％である。
【００１１】
本発明セメント組成物の典型的配合の一例を示すと次の如くである。
【００１２】
【表１】
2005035804.tif 000002
【００１３】
これらを計量器により配合割合に基づき必要量計量し、密閉型ミキサー中で１０分間ドライブレンドすることにより撥水性セメント組成物を得ることができる。又このセメント組成物から硬化物を得るには、必要量の骨材、撥水性セメント、練り込み用水等を計量し、変速機付ミキサー（低速回転と高速回転）に、最初に骨材を投入し、次いで撥水性セメントを投入し、３０〜６０秒間低速撹拌し、練り込み水を加えて低速にて３０〜６０秒撹拌し、次いで６０〜１８０秒間高速撹拌してモルタルを製造する。そして型枠を振動機（テーブルバイブレーター）に載せ１２０秒間かける間に２層に分けてモルタルを投入し上面を平滑にし、振動機を停止したらサランラップ等を平滑面に載せて静止常温養生して６〜１２時間経つと硬化物が出来上がるので型枠より外すと完成する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば高炉水砕スラグ微粉末や二酸化ケイ素を主成分としたマイクロシリカを混合し、セメント中の水酸化カルシウムと反応したり刺激されたりすることにより水に溶けにくい水和物が得られ、アルカリ骨材反応によるひび割れを抑制した物となり、結合物が緻密になり硬度や強度水密性が向上し、シリカ質物性を多く含有しているため水素イオンも安定している為、海水や酸性雨に対する化学抵抗性も大きいという効果が得られる。又、脂肪酸のアルカリ金属塩を加えることにより、水の侵入を防止する性能が貴金属等の溶出二次弊害を起こさずに抑制することができ、その結果、閉じ込めた内部の物も外部へと溶出しないことにより安全性の向上にもつながり、例えばコンクリート全般、特に水に係る施工場所（ダム、用水路、瓦や床、壁の建材など）、重金属などの溶出止め、及び処理後の再利用等、幅広い分野で活用することができる。
【００１５】
【実施例】
実施例１
以下の実施例（比較例）においては第１表の配合割合（基本配合）を用いた。使用した撥水性セメントの使用材料の成分は次のとおりである。
ポルトランドセメント（ホワイトセメント）
酸化第二鉄を極端に減らした白色のポルトランドセメント
ケイ酸三カルシウム            ４６％
ケイ酸二カルシウム            ３４％
アルミン酸三カルシウム        １０％
鉄アルミン酸四カルシウム      １０％
（製造元：太平洋セメント（株））
高炉スラグ
高炉水砕スラグを乾燥、微粉砕したのち成分調整をしたセメント向け混和材（ＰＨ１１〜１２）
二酸化珪素                    ３４〜３６％
アルミナ                      １３〜１５％
酸化第二鉄                    ０．３〜０．５％
酸化カルシウム                ４０〜４３％
酸化マグネシウム                ５〜７％
平均粒形  ４μ  メリライト鉱物  ２ＣａＯ・ＡＬ２Ｏ３・ＳＩＯ３
（製造元：第一セメント（株）、商品名：ファインセラメントＦＣＲ１０Ａ）
マイクロシリカ（シリカヒューム）
超微粉末の非晶質の二酸化ケイ素ＳｉＯ２
二酸化珪素                    ８６〜９６％
アルミナ                      ０．２〜２．２％
酸化第二鉄                    ０．３〜２．２％
酸化カルシウム                ０．１〜０．６％
酸化マグネシウム              ０．３〜３．５％
（製造元：花王、商品名：マイクロポズ）
ウオラストナイト
天然鉱物（珪灰石の微粉砕品で針状結晶）の微粉末
二酸化珪素                    ４５％以上
アルミナ                      １．５％以下
酸化第二鉄                        １％以下
酸化カルシウム                ４２％以上
酸化マグネシウム              ２．５％以下
平均粒形  ４４μ  化学式  ＣａＳｉＯ３
（製造元：川鉄鉱業（株）、商品名：ウオラストナイト）
ステアリン酸ナトリウム
白色粉末  灰分  １４％    遊離脂肪酸  ０．５％以下
融点  ２６０℃    比重  ０．１〜０．５７
マイクロスコープ目視  白色針状結晶
（製造元：大日化学工業（株）、商品名：ダイワックスＮＡ）
ステアリン酸リチウム
白色微粉末  金属分  ２．５％    遊離脂肪酸  １．０％以下
融点  ２２０±５℃
マイクロスコープ目視  白色透明ワタ状結晶
（製造元：大日化学工業（株）、商品名：ダイワックスＬ）
ステアリン酸カリウム
白黄色針状  灰分  ２２％
融点  ２２０±５℃    比重  ０．５５
マイクロスコープ目視  白黄色針状結晶
（製造元：大日化学工業（株）、商品名：ダイワックスＫ）
（１）  本発明セメントの含有している重金属の溶出分析試験を実施した。
ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じて供試体を作成した。
【００１６】
同条件にて作成したポルトランドセメント硬化物を比較分析した。
【００１７】
【表２】
2005035804.tif 000003
【００１８】
（２）  本発明セメントのダイオキシン溶出防止効果作用
焼却場解体ダイオキシン含有ダスト集塵灰の固化試験を実施、強度、吸水率を測定後、固化溶出（含有量）分析を実施し効果を確認した。
【００１９】
ダイオキシン含有集塵灰測定値  １６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ
固化処理後の目標含有量測定値を３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ以下とした。
固化試験内容
凝固基材はセメントを使用しダイオキシンを結合させてしまうと言うものであったが、事実、含有量分析は、硬化物２ｍｍの大きさに粉砕した硬化物をトルエンもしくは、アセトンを使用し分解させながらダイオキシンを引き抜き測定するという極めて厳しい試験となるため、次の５通りの供試体を作成した。
供試体  ＮＯ．０２０７１１１Ｂ
基本配合組成物３０％、密度補填材と珪砂１８％、メタケイ酸ナトリウム２％、ダイオキシン含有ダスト５０％、水／セメント比、４３％
供試体  ＮＯ．０２０７１１２Ｂ
基本配合組成物５０％、耐熱撥水材と珪砂２０％、ダイオキシン含有ダスト
３０％、水／セメント比、４３％
供試体  ＮＯ．０２０７１１３Ｂ
基本配合組成物５０％と珪砂２０％、ダイオキシン含有ダスト３０％
供試体  ＮＯ．０２０７１１４Ｂ（比較例）
ポルトランドセメント５０％、珪砂２０％、ダイオキシン含有ダスト      ３０％、水／セメント比、４３％
供試体  ＮＯ．０２０７１１５Ｂ
基本配合組成物５０％、吸着物質（活性炭）２０％、ダイオキシン含有ダスト３０％
前記配合０２０７１１１Ｂ〜０２０７１１４Ｂについては、通常工程で供試体４０＊４０＊１６０を使用
ＪＩＳ  Ｒ５２０１に準じて打設後、常温養生２８日強度と吸水率を測定
測定後ダイオキシン含有土壌濃度に係る簡易分析法（ＥＬＩＳＡ法）より、固化物を２ｍｍ以下に粉砕し試料とした。アセトンにて高速溶媒抽出し分析した。
【００２０】
０２０７１１５Ｂについては、ダイオキシン含有ダストと吸着物質を先ず混合する前工程を加え、その後、通常工程で供試体４０＊４０＊１６０を使用
ＪＩＳ  Ｒ５２０１に準じて打設後、常温養生、２８日強度と吸水率を測定
【００２１】
【表３】
2005035804.tif 000004
【００２２】
ダイオキシン含有土壌濃度に係る簡易分析法（ＥＬＩＳＡ法）より、次の通りの分析結果を得た。
【００２３】
【表４】
2005035804.tif 000005
【００２４】
前記内容より、本発明セメントは、凝固基材としては、ポルトランドセメントと比較すると、約２倍の効果を示し、ダイオキシン含有量溶出抑制効果も示した。更に、吸着物質との併用により、より高い効果を示した。結果は目標数値の３ｎｇ−ＤＥＱ／ｇ以下を２試験体がクリアーした。
【００２５】
今回のダイオキシン含有量分析の結果より、ダイオキシン溶出を結合力の強さと基材の持つ撥水効果にて抑制することが出来、その効果は、ポルトランドセメントの比ではないことが明らかとなった。